6.3 Αποτελέσματα Δοκιμαστικής Λειτουργίας, Αξιολόγηση και Προτάσεις Βελτίωσης και Έρευνας

Transcript

1 25SMEs2009 ΠΑΡΑΔΟΤΕΑ ΕΝΟΤΗΤΑΣ ΕΡΓΑΣΙΩΝ 6: ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΚΑΙ ΔΟΚΙΜΑΣΤΙΚΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ 6.3 Αποτελέσματα Δοκιμαστικής Λειτουργίας, Αξιολόγηση και Προτάσεις Βελτίωσης και Έρευνας Σελίδα 1

2 REVISION HISTORY Revision Description of Changes Author Date Draft #1 First draft revision. H&S 11/03/2013 Draft #2 Final draft revision. H&S 14/06/2013 UoA Deliverable Final Deliverable H&S 21/06/2013 UoA Παραδοτέο 6.3: Αποτελέσματα Δοκιμαστικής Λειτουργίας, Αξιολόγηση και Προτάσεις Βελτίωσης και Έρευνας Συγγραφική Ομάδα: Τριαντάφυλλος Σαραφίδης Κηρύκος Καρτελιάς Απόστολος Αργύρης Μιχάλης Μπούρμπος Σελίδα 2

3 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗ INTERROGATOR ΣΤΟ ΧΡΗΣΤΗ Κ.Ε.Π. ΕΔΕΣΣΑΣ Αισθητήρας Θερμοκρασίας Αισθητήρας Στάθμης Ύδατος Γωνιακός Αισθητήρας Δομικής Ακεραιότητας Αισθητήρας Επιτάχυνσης Αισθητήρας Διέλευσης Οχημάτων ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗ INTERROGATOR ΣΤΟΝ ΚΟΜΒΟ Κ.Α.Π.Η. ΕΔΕΣΣΑΣ Αισθητήρας Θερμοκρασίας Αισθητήρας Στάθμης Ύδατος Αισθητήρας Δομικής Ακεραιότητας Αισθητήρας Επιτάχυνσης Αισθητήρας Διέλευσης Οχημάτων ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗ INTERROGATOR ΣΤΟΝ ΚΟΜΒΟ ΔΗΜΑΡΧΕΙΟΥ ΕΔΕΣΣΑΣ Αισθητήρας Θερμοκρασίας Αισθητήρας Στάθμης Ύδατος Αισθητήρας Δομικής Ακεραιότητας Αισθητήρας Επιτάχυνσης Αισθητήρας Διέλευσης Οχημάτων ΤΕΛΙΚΗ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΑΙΣΘΗΤΗΡΩΝ ΚΑΤΑ ΤΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΟΥΣ ΕΝΤΟΣ ΟΠΤΙΚΟΥ ΔΙΚΤΥΟΥ Σελίδα 3

4 1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Στο πλαίσιο της δοκιμαστικής λειτουργίας των οπτικών αισθητήρων μέσα από το δίκτυο οπτικών ινών του δήμου Έδεσσας, τρείς τοποθεσίες επιλέχθηκαν για την τοποθέτηση του οπτικού interrogator. Η πρώτη ήταν στον κόμβο Κ.Ε.Π. του δήμου Έδεσσας. Στην περίπτωση αυτή οι αισθητήρες ήταν κατανεμημένοι από 20 έως και 200 μέτρα από τον κόμβο. Η δεύτερη ήταν στο Κ.Α.Π.Η. Έδεσσας, σε απόσταση 500 μέτρων από τον κόμβο Κ.Ε.Π. (εισαγωγή επιπλέον απωλειών οπτικού σήματος 0.3dB), ενώ η τρίτη ήταν στον κόμβο Δημαρχείου Έδεσσας, σε απόσταση 800 μέτρων από τον κόμβο Κ.Ε.Π. (εισαγωγή επιπλέον απωλειών οπτικού σήματος 0.5dB). Και στις τρείς περιπτώσεις οι απώλειες του οπτικού δίκτυο είναι εντός των ορίων για την ικανοποιητική λειτουργία του Interrogator. Η παρουσίαση των μετρήσεων που ακολουθεί γίνεται με βάση την τοποθεσία του Interrogator και για κάθε ένα αισθητήρα χωριστά. Λόγω του τεραστίου όγκου δεδομένων οι καταγραφές έχουν χωριστεί σε διάρκεια μισής ή μιας ώρας, και αποθηκεύονταν σειριακά σε διαφορετικά αρχεία με χαρακτηριστικό όνομα που καθορίζεται από την ημερομηνία και την ώρα εκκίνησης της μέτρησης και καταγραφής (πχ. 24/1/ Ώρα 12:55:42). 2 ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗ INTERROGATOR ΣΤΟ ΧΡΗΣΤΗ Κ.Ε.Π. ΕΔΕΣΣΑΣ 2.1 Αισθητήρας Θερμοκρασίας Ο αισθητήρας θερμοκρασίας ήταν τοποθετημένος εκτός του κτηρίου Κ.Ε.Π. Η τιμή που αναγνωρίζει ο Interrogator κάθε στιγμή από αυτόν τον αισθητήρα είναι σημαντική διότι χρησιμοποιείται για τη διόρθωση των τιμών όλων των υπολοίπων αισθητήρων λόγω της θερμοκρασιακής τους εξάρτησης. Σε κάθε καταγραφή, η αρχική τιμή του αισθητήρα θερμοκρασίας λ 0 χρησιμοποιείται για τον καθορισμό της μεταβολής σε επόμενη στιγμή. Η διαφορά αυτή ενσωματώνεται σε κάθε μέτρηση των υπολοίπων αισθητήρων. Η θερμοκρασιακή εξάρτηση από το καταγεγραμμένο μήκος κύματος του αισθητήρα θερμοκρασίας, όπως καθορίστηκε από την εργαστηριακή του βαθμονόμηση, προκύπτει από τη σχέση: Τ( ο C) = ,92+172,14286 * λ (nm) (1) Σελίδα 4

5 Στο σχήμα 1 φαίνεται η καταγραφή μέσω οπτικού interrogator του μήκους κύματος ανάκλασης του αισθητήρα θερμοκρασίας συναρτήσει του χρόνου, για χρονική διάρκεια 30min, στις 24/1/2013 με ώρα εκκίνησης τις 12:55:42. Η αναγωγή σε θερμοκρασία φαίνεται στο σχήμα 2 με ενσωμάτωση της εξίσωσης (1) για τη μετατροπή. Σχήμα 1. Καταγραφή μέσω οπτικού interrogator του μήκους κύματος ανάκλασης του αισθητήρα θερμοκρασίας συναρτήσει του χρόνου, για χρονική διάρκεια 30min. (24/1/ Ώρα 12:55:42) Σελίδα 5

6 Σχήμα 2. Αναγωγή της παραπάνω καταγραφής μέσω οπτικού interrogator σε θερμοκρασία συναρτήσει του χρόνου, για χρονική διάρκεια 30min. (24/1/ Ώρα 12:55:42) Αυτό που πρέπει να τονιστεί είναι ότι παρά τις μικρές διακυμάνσεις της θερμοκρασίας σε πολλές περιπτώσεις, η διόρθωση στις καταγεγραμμένες τιμές των υπολοίπων αισθητήρων λόγω θερμοκρασίας δεν μπορεί να παραλειφθεί. Και αυτό διότι η φύση των αισθητήρων είναι να έχουν ιδιαίτερα υψηλή διακριτική ικανότητα στα μεγέθη που μετρούν. Επομένως, ακόμη και η διόρθωση μερικών pm λόγω θερμοκρασίας είναι σημαντική για την τελική εξαγωγή του μετρούμενου μεγέθους. 2.2 Αισθητήρας Στάθμης Ύδατος Ο αισθητήρας στάθμης ύδατος τοποθετήθηκε εκτός του κτηρίου Κ.Ε.Π., σε θέση ικανή να συλλέγει νερό σε συνθήκες βροχόπτωσης. Η αντιστοίχιση της στάθμης ύδατος από το καταγεγραμμένο μήκος κύματος του αισθητήρα στάθμης ύδατος, όπως καθορίστηκε από την εργαστηριακή του βαθμονόμηση, προκύπτει από τη σχέση: D(cm) = * λ (nm) (2) Στο σχήμα 3 φαίνεται η καταγραφή μέσω οπτικού interrogator του μήκους κύματος ανάκλασης του αισθητήρα στάθμης ύδατος συναρτήσει του χρόνου, για χρονική διάρκεια 30min, στις 24/1/2013 με ώρα εκκίνησης τις 12:55:42. Η αναγωγή σε ύψος στάθμης φαίνεται στο σχήμα 4 με ενσωμάτωση της εξίσωσης (2) για τη μετατροπή, με απαλοιφή της θερμοκρασιακής εξάρτησης, καθώς και με απαλοιφή του θορύβου μέτρησης η οποία προκύπτει από τον interrogator. Σελίδα 6

7 Σχήμα 3. Καταγραφή μέσω οπτικού interrogator του μήκους κύματος ανάκλασης του αισθητήρα στάθμης ύδατος συναρτήσει του χρόνου, για χρονική διάρκεια 30min. (24/1/ Ώρα 12:55:42) Σχήμα 4. Αναγωγή της παραπάνω καταγραφής μέσω οπτικού interrogator σε ύψος της στάθμης ύδατος συναρτήσει του χρόνου, για χρονική διάρκεια 30min. (24/1/ Ώρα 12:55:42) Σελίδα 7

8 Για την επίδειξη λειτουργίας του αισθητήρα και την καταγραφή κάποιου σημαντικού γεγονότος, μετά την παρέλευση της χρονικής στιγμής 1400s προστέθηκε μια ποσότητα νερού 200ml σε δύο δόσεις (1400s και 1450s) στο σωλήνα πλήρωσης του αισθητήρα. Η αλλαγή στάθμης από ύψος D 1=0,03cm σε ύψος D 2=7,00cm (κατόπιν ηρεμίας) φαίνεται στα σχήματα 3 και 4. Μετά από την προσθήκη νερού, η διαταραχή που παρατηρείται στην απόκριση του αισθητήρα μέχρι να έλθει σε κατάσταση ηρεμίας ανταποκρίνεται στην αναταραχή και κίνηση των ίδιων των μορίων νερού εντός του αισθητήρα. Σε περίπτωση συνθηκών συνεχούς ελαφριάς βροχόπτωσης, σε μια διαφορετική μέρα (καταγραφή στις 25/1/ Ώρα 12:08:32), η καταγραφή και η αναγωγή σε στάθμη ύδατος φαίνεται στα σχήματα 5 και 6. Σε μισή ώρα καταγραφής, η στάθμη μεταβλήθηκε από ύψος D 1=10,39cm σε ύψος D 2=11,81cm. Η διαφορά στάθμης είναι δηλαδή ΔD=1,42cm. Μια χρήσιμη μετατροπή του μεγέθους αυτού στις κοινές μονάδες βροχόπτωσης σε mm είναι να χρησιμοποιήσουμε τη σχέση: Ύψος βροχόπτωσης = Ύψος σωλήνα (Επιφάνεια σωλήνα / Επιφάνεια βροχόπτωσης) Η εσωτερική διάμετρος του σωλήνα είναι 0.049mm, από την οποία υπολογίζουμε επιφάνεια της διαμέτρου του σωλήνα 0, m 2 ενώ η αναγωγή για την επιφάνεια βροχόπτωσης είναι το 1m 2. Το ύψος που καταγράφηκε στο σωλήνα είναι 14,2mm. Επομένως σε μισή ώρα καταγράφηκε βροχόπτωση ύψους 0,027mm. Σελίδα 8

9 Σχήμα 5. Καταγραφή μέσω οπτικού interrogator του μήκους κύματος ανάκλασης του αισθητήρα στάθμης ύδατος συναρτήσει του χρόνου, για χρονική διάρκεια 30min, υπό συνθήκες συνεχούς βροχόπτωσης. (25/1/ Ώρα 12:08:32) Σχήμα 6. Αναγωγή της παραπάνω καταγραφής μέσω οπτικού interrogator σε ύψος της στάθμης ύδατος συναρτήσει του χρόνου, για χρονική διάρκεια 30min, υπό συνθήκες συνεχούς βροχόπτωσης. (25/1/ Ώρα 12:08:32) 2.3 Γωνιακός Αισθητήρας Δομικής Ακεραιότητας Ο αισθητήρας δομικής ακεραιότητας τοποθετήθηκε σε εξωτερική κολώνα του κτηρίου Κ.Ε.Π.. Στην περίπτωση του συγκεκριμένου αισθητήρα, η έκθεσή του σε ρεύματα αέρα διαφορετικά σε σχέση με αυτά που εκτίθεται ο θερμοκρασιακός αισθητήρας, ενδέχεται να επιβάλλει λίγο διαφορετική διόρθωση θερμοκρασιακής εξάρτησης σε σχέση με αυτή που έχει χρησιμοποιηθεί. Υπό συνθήκες ηρεμίας ο συγκεκριμένος αισθητήρας αναμένεται να καταγράφει - κατόπιν απαλοιφής της θερμοκρασιακής εξάρτησης - μια σταθερή ένδειξη σε μήκος κύματος. Οποιαδήποτε απόκλιση με τη μορφή αργής μεταβολής θα πρέπει επομένως να αποδίδεται σε μερική διόρθωση της θερμοκρασιακής εξάρτησης και όχι σε δομικά χαρακτηριστικά. Στο σχήμα 7 φαίνεται η καταγραφή μέσω οπτικού interrogator του μήκους κύματος ανάκλασης του γωνιακού αισθητήρα δομικής ακεραιότητας συναρτήσει του χρόνου, για χρονική διάρκεια 30min, στις 24/1/2013 με ώρα εκκίνησης τις 12:55:42. Σελίδα 9

10 Σχήμα 7. Καταγραφή μέσω οπτικού interrogator του μήκους κύματος ανάκλασης του αισθητήρα δομικής ακεραιότητας συναρτήσει του χρόνου, για χρονική διάρκεια 30min. (24/1/ Ώρα 12:55:42) 2.4 Αισθητήρας Επιτάχυνσης Ο αισθητήρας επιτάχυνσης αποτελείται από 3 οπτικούς αισθητήρες FBG οι οποίοι καταγράφουν τις επιταχυνσιακές μεταβολές στις 3 κατευθύνσεις (Χ,Υ,Ζ) και τοποθετήθηκε στη βάση μιας πεζογέφυρας σε πάρκο της Έδεσσας, σε απόσταση 50 μέτρα από τον κόμβο Κ.Ε.Π. Στόχος είναι να καταγραφούν δονήσεις και μεταβολές πολύ μικρής επιτάχυνσης (μικρότερες από 10-2 g), αφού ο αισθητήρας έχει κατασκευαστεί προς αυτή την κατεύθυνση. Η αντιστοίχιση των μονάδων επιτάχυνσης από το καταγεγραμμένο μήκος κύματος των 3 αισθητήρων FBG για κάθε άξονα, όπως καθορίστηκε από την εργαστηριακή του βαθμονόμηση, προκύπτει από τη σχέσεις: α x (σε g)= 0.43 * (λ x -λ x0) (nm) *10-4 * [(λ x - λ x0) (nm)] 2 (3) α y (σε g)= 0.86 * (λ y -λ y0) (nm) *10-4 * [(λ y - λ y0) (nm)] 2 (4) α z (σε g)= 1.40 * (λ z -λ z0) (nm) - 1.3*10-3 * [(λ z - λ z0) (nm)] 2 (5) Στο σχήμα 8 φαίνεται η καταγραφή μέσω οπτικού interrogator του μήκους κύματος ανάκλασης του αισθητήρα επιτάχυνσης συναρτήσει του χρόνου, για τους 3 άξονες Χ,Υ και Z, για χρονική διάρκεια 30min, στις 24/1/2013 με ώρα εκκίνησης τις 12:55:42. Η Σελίδα 10

11 καταγραφή δείχνει στα πρώτα 100s το τελικό σφράγισμα της διάταξης με τους αισθητήρες, οπότε και η αλληλεπίδραση με τον αισθητήρα δείχνει ισχυρά γεγονότα. Στη χρονική περιοχή των 1200s γίνονται διαβάσεις και χτυπήματα στο επάνω μέρος της γέφυρας. Το μέγεθος της επιτάχυνσης που προκαλείται είναι πολύ μικρότερο, και σε αντίστοιχη κλίμακα φαίνεται στο σχήμα 10. Η αναγωγή σε επιτάχυνση βαρύτητας (g) φαίνεται στα σχήματα 9 και 11, με ενσωμάτωση των εξισώσεων (3)-(5) για κάθε άξονα για τη μετατροπή, με απαλοιφή της θερμοκρασιακής εξάρτησης. Γεγονότα της τάξης των 10-3 g μπορούν να καταγραφούν εύκολα, ενώ το όριο της διακριτικής ικανότητας έχει οριστεί έως και τουλάχιστον 4*10-4 g. Σχήμα 8. Καταγραφή μέσω οπτικού interrogator του μήκους κύματος ανάκλασης των αισθητήρων επιτάχυνσης σε τρείς άξονες συναρτήσει του χρόνου, για χρονική διάρκεια 30min. (24/1/ Ώρα 12:55:42) Σελίδα 11

12 Σχήμα 9. Αναγωγή της παραπάνω καταγραφής μέσω οπτικού interrogator σε γεγονότα που προκαλούν επιτάχυνση (σε μονάδες επιτάχυνσης βαρύτητας g) στις τρείς διευθύνσεις, για χρονική διάρκεια 30min. (24/1/ Ώρα 12:55:42) Σχήμα 10. Καταγραφή μέσω οπτικού interrogator του μήκους κύματος ανάκλασης των αισθητήρων επιτάχυνσης σε τρείς άξονες συναρτήσει του χρόνου, για χρονική διάρκεια 100s. (24/1/ Ώρα 12:55:42) Σελίδα 12

13 Σχήμα 11. Αναγωγή της παραπάνω καταγραφής μέσω οπτικού interrogator σε γεγονότα που προκαλούν επιτάχυνση (σε μονάδες επιτάχυνσης βαρύτητας g) στις τρείς διευθύνσεις, για χρονική διάρκεια 100s. (24/1/ Ώρα 12:55:42) Μια επιπλέον διόρθωση που απαιτείται στην επεξεργασία και μετατροπή των καταγεγραμμένων μηκών κύματος σε επιτάχυνση είναι ο ορισμός του επιπέδου μηδέν. Απουσία γεγονότων, η DC στάθμη της καταγραφής πρέπει να βρίσκεται πάντα στο μηδέν, επομένως η διόρθωση αυτή θα πρέπει να εισάγεται σε τακτικά χρονικά διαστήματα με βάση την μέτρηση τιμών μήκους κύματος προηγούμενων στιγμών. 2.5 Αισθητήρας Διέλευσης Οχημάτων Ο αισθητήρας διέλευσης οχημάτων αποτελείται από 2 οπτικούς αισθητήρες FBG οι οποίοι σε συνδυασμό μπορούν να παρέχουν τις εξής πληροφορίες: τη διάβαση ενός οχήματος, την κατηγοριοποίησή του ανάλογα με τον τύπο του (μηχανάκι, αυτοκίνητο, φορτηγό) και τη μέτρηση της ταχύτητας διέλευσης με μεγάλη ακρίβεια. Ο αισθητήρας τοποθετήθηκε σε ένα δρόμο κατοικιών που κατέληγε σε έναν από τους κεντρικούς δρόμους της Έδεσσας, σε απόσταση 50μέτρα από τη διασταύρωση με παρουσία σήμανσης STOP. Η απόσταση του αισθητήρα ήταν περίπου 200 μέτρα από τον κόμβο Κ.Ε.Π. Στόχος είναι να καταγραφούν στους πνευματικούς σωλήνες - οι οποίοι απέχουν ακριβώς 1m μεταξύ τους - που καταλήγουν στους αισθητήρες FBG αλλαγή του όγκου Σελίδα 13

14 του αέρα από το διερχόμενο όχημα. Στο σχήμα 12 φαίνεται η καταγραφή μέσω οπτικού interrogator του μήκους κύματος ανάκλασης του αισθητήρα διέλευσης οχημάτων συναρτήσει του χρόνου, για τους 2 πνευματικούς σωλήνες, για χρονική διάρκεια 30min, στις 24/1/2013 με ώρα εκκίνησης τις 12:55:42. Το μέγεθος της αλλαγής στο μήκος κύματος από μια διέλευση χρησιμοποιείται για την κατηγοριοποίηση του οχήματος σύμφωνα με την εξής βαθμονόμηση: ΔΙΕΛΕΥΣΗ ΜΗΧΑΝΗΣ: Δλ = 5-60pm ΔΙΕΛΕΥΣΗ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟΥ: Δλ = pm ΔΙΕΛΕΥΣΗ ΦΟΡΤΗΓΟΥ: Δλ > 600pm Η αντιστοίχηση σε βάρος για την κατηγοριοποίηση των οχημάτων σε σχέση με το βάρος ανά άξονα (συμπεριλαμβανομένων και των αναβατών/επιβατών) έχει οριστεί ως εξής: ΜΗΧΑΝΗ: Βάρος ανά άξονα έως 250kgr ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟ: Βάρος ανά άξονα από 250kgr έως 2000kgr ΦΟΡΤΗΓΟ: Βάρος ανά άξονα >2000kgr Η μέτρηση ταχύτητας γίνεται με τη χρονική απόσταση διέλευσης από τους 2 αισθητήρες. Επομένως η ταχύτητα διέλευσης θα είναι: U = 1 / Δt (m/s) = 3.6 / Δt (km/h) (6) Σελίδα 14

15 Σχήμα 12. Καταγραφή μέσω οπτικού interrogator του μήκους κύματος ανάκλασης των δύο αισθητήρων διέλευσης οχημάτων συναρτήσει του χρόνου, για χρονική διάρκεια 30min. (24/1/ Ώρα 12:55:42) Στο σχήμα 13 για μικρότερη διάρκεια καταγραφής είναι προφανής πλέον η καταγραφή της διέλευσης και των δύο αξόνων του εκάστοτε οχήματος, ενώ στο σχήμα 14 και για ακόμη μικρότερη διάρκεια φαίνεται καθαρά το αποτύπωμα που αφήνει στον αισθητήρα η διέλευση ενός άξονα οχήματος. Τα σημεία δειγματοληψίας είναι αρκετά ώστε να καταγραφεί με ακρίβεια το μέγεθος της μετατόπιση μήκους κύματος. Σχήμα 13. Καταγραφή μέσω οπτικού interrogator του μήκους κύματος ανάκλασης των δύο αισθητήρων διέλευσης οχημάτων συναρτήσει του χρόνου, για χρονική διάρκεια 100s. (24/1/ Ώρα 12:55:42) Σελίδα 15

16 Σχήμα 14. Καταγραφή μέσω οπτικού interrogator του μήκους κύματος ανάκλασης των δύο αισθητήρων διέλευσης οχημάτων συναρτήσει του χρόνου, για χρονική διάρκεια 1,5s και τη διέλευση ενός οχήματος (2 άξονες). (24/1/ Ώρα 12:55:42) Στον πίνακα 1 έχουμε καταγράψει τα γεγονότα που εμφανίστηκαν κατά τη μέτρηση διάρκειας 30min, την ακριβή χρονική στιγμή με ακρίβεια 1ms, τον τύπο του οχήματος και την ταχύτητα με την οποία κινούνταν με ακρίβεια 0.01 km/h. Στον πίνακα 2 παρουσιάζεται ο συγκεντρωτικός πίνακας διελεύσεων. Πίνακας 1. Συγκεντρωτικός πίνακας γεγονότων διέλευσης που έχουν καταγραφεί από τους αισθητήρες διέλευσης εντός 30min, με καταγραφή της χρονικής στιγμής διέλευσης με ακρίβεια ms, του τύπου οχήματος και της ταχύτητας διέλευσής του. ΧΡΟΝΙΚΗ ΣΤΙΓΜΗ (s) ΤΥΠΟΣ ΟΧΗΜΑΤΟΣ ΤΑΧΥΤΗΤΑ (km/h) 201,037 ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟ 12,20 324,284 ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟ 16,82 572,419 ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟ 14,69 635,238 ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟ 21,43 680,149 ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟ 15,93 692,553 ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟ 16,51 722,632 ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟ 15,45 917,157 ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟ 16, ,352 ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟ 14, ,102 ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟ 15, ,639 ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟ 16,00 Σελίδα 16

17 1796,632 ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟ 13,18 Πίνακας 2. Συγκεντρωτικός πίνακας οχημάτων διέλευσης που έχουν καταγραφεί από ΤΥΠΟΣ ΟΧΗΜΑΤΟΣ τους αισθητήρες διέλευσης εντός 30min. ΑΡΙΘΜΟΣ ΔΙΕΛΕΥΣΕΩΝ ΜΕΣΗ ΤΑΧΥΤΗΤΑ (km/h) ΜΗΧΑΝΗ 0 -- ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟ 12 15,71 ΦΟΡΤΗΓΟ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗ INTERROGATOR ΣΤΟΝ ΚΟΜΒΟ Κ.Α.Π.Η. ΕΔΕΣΣΑΣ 3.1 Αισθητήρας Θερμοκρασίας Αντίστοιχα με την παράγραφο 2.1, στο σχήμα 15 φαίνεται η καταγραφή μέσω οπτικού interrogator του μήκους κύματος ανάκλασης του αισθητήρα θερμοκρασίας συναρτήσει του χρόνου, για χρονική διάρκεια 30min, στις 24/1/2013 με ώρα εκκίνησης τις 14:48:35. Σελίδα 17

18 Σχήμα 15. Καταγραφή μέσω οπτικού interrogator του μήκους κύματος ανάκλασης του αισθητήρα θερμοκρασίας συναρτήσει του χρόνου, για χρονική διάρκεια 30min. (24/1/ Ώρα 14:48:35) 3.2 Αισθητήρας Στάθμης Ύδατος Αντίστοιχα με την παράγραφο 2.2, στο σχήμα 16 φαίνεται η καταγραφή μέσω οπτικού interrogator του μήκους κύματος ανάκλασης του αισθητήρα στάθμης ύδατος συναρτήσει του χρόνου, για χρονική διάρκεια 30min, στις 24/1/2013 με ώρα εκκίνησης τις 14:48:35. Κατά τη διάρκεια της καταγραφής, κανένα φαινόμενο βροχόπτωσης δεν προέκυψε. Σχήμα Καταγραφή μέσω οπτικού interrogator του μήκους κύματος ανάκλασης του αισθητήρα στάθμης ύδατος συναρτήσει του χρόνου, για χρονική διάρκεια 30min. (24/1/ Ώρα 14:48:35) 3.3 Αισθητήρας Δομικής Ακεραιότητας Αντίστοιχα με την παράγραφο 2.3, στο σχήμα 17 φαίνεται η καταγραφή μέσω οπτικού interrogator του μήκους κύματος ανάκλασης του γωνιακού αισθητήρα δομικής Σελίδα 18

19 ακεραιότητας συναρτήσει του χρόνου, για χρονική διάρκεια 30min, στις 24/1/2013 με ώρα εκκίνησης τις 14:48:35. Σχήμα Καταγραφή μέσω οπτικού interrogator του μήκους κύματος ανάκλασης του γωνιακού αισθητήρα δομικής θερμοκρασίας συναρτήσει του χρόνου, για χρονική διάρκεια 30min. (24/1/ Ώρα 14:48:35) 3.4 Αισθητήρας Επιτάχυνσης Αντίστοιχα με την παράγραφο 2.4, στο σχήμα 18 φαίνεται η καταγραφή μέσω οπτικού interrogator του μήκους κύματος ανάκλασης του αισθητήρα επιτάχυνσης συναρτήσει του χρόνου, για τους 3 άξονες Χ,Υ και Z, για χρονική διάρκεια 30min, στις 24/1/2013 με ώρα εκκίνησης τις 14:48:35. Κανένα γεγονός δεν έχει καταγραφεί στη γέφυρα στο χρονικό διάστημα αυτό. Σελίδα 19

20 Σχήμα Καταγραφή μέσω οπτικού interrogator του μήκους κύματος ανάκλασης των αισθητήρων επιτάχυνσης σε τρείς άξονες συναρτήσει του χρόνου, για χρονική διάρκεια 30min. (24/1/ Ώρα 14:48:35) 3.5 Αισθητήρας Διέλευσης Οχημάτων Αντίστοιχα με την παράγραφο 2.5, στο σχήμα 19 φαίνεται η καταγραφή μέσω οπτικού interrogator του μήκους κύματος ανάκλασης του αισθητήρα διέλευσης οχημάτων συναρτήσει του χρόνου, για τους 2 πνευματικούς σωλήνες, για χρονική διάρκεια 30min, στις 24/1/2013 με ώρα εκκίνησης τις 12:55:42. Σελίδα 20

21 Σχήμα Καταγραφή μέσω οπτικού interrogator του μήκους κύματος ανάκλασης των δύο αισθητήρων διέλευσης οχημάτων συναρτήσει του χρόνου, για χρονική διάρκεια 30min. (24/1/ Ώρα 14:48:35) Στο σχήμα 20, για μικρότερη διάρκεια καταγραφής, είναι προφανής πλέον η καταγραφή της διέλευσης και των δύο αξόνων του εκάστοτε οχήματος. Σχήμα 20. Καταγραφή μέσω οπτικού interrogator του μήκους κύματος ανάκλασης των δύο αισθητήρων διέλευσης οχημάτων συναρτήσει του χρόνου, για χρονική διάρκεια 30s. (24/1/ Ώρα 14:48:35) Σελίδα 21

22 4 ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗ INTERROGATOR ΣΤΟΝ ΚΟΜΒΟ ΔΗΜΑΡΧΕΙΟΥ ΕΔΕΣΣΑΣ 4.1 Αισθητήρας Θερμοκρασίας Αντίστοιχα με την παράγραφο 2.1, στο σχήμα 21 φαίνεται η καταγραφή μέσω οπτικού interrogator της θερμοκρασίας όπως προκύπτει από το μήκος κύματος ανάκλασης του αισθητήρα θερμοκρασίας συναρτήσει του χρόνου, για χρονική διάρκεια τώρα 15 ωρών, από τις 24/1/2013 με ώρα εκκίνησης τις 16:40, έως τις 25/1/2013 με ώρα τερματισμού τις 09:10. Η απεικόνιση αυτή προέκυψε με διαδοχικές μετρήσεις διάρκειας 1h. Μεταξύ κάθε διαδοχικής μέτρησης παρεμβάλλεται μια διάρκεια 6min στην οποία παύει η καταγραφή και αποθηκεύονται τα δεδομένα. Με βάση την καταγραφή της θερμοκρασίας του σχήματος 21, έγινε η θερμοκρασιακή διόρθωση όλων των υπολοίπων αισθητήρων. Σε κάποιες περιπτώσεις και ανάλογα την τοποθεσία του αισθητήρα και την άμεση ή μη έκθεσή του στην ατμόσφαιρα, η διόρθωση αυτή δεν είναι αρκετή. Τέτοιο παράδειγμα είναι ο γωνιακός αισθητήρας δομικής ακεραιότητας, ο οποίος ενώ δεν καταγράφει γεγονότα που σχετίζονται με την τάση του (stress) παρουσιάζει σχετικά αργές μεταβολές οι οποίες συσχετίζονται με τη θερμοκρασία. Σχήμα 21. Καταγραφή μέσω οπτικού interrogator του μήκους κύματος ανάκλασης του αισθητήρα θερμοκρασίας συναρτήσει του χρόνου, για χρονική διάρκεια 15h συνολικά, Σελίδα 22

23 όπως προέκυψαν από διαδοχικές μετρήσεις διάρκειας 1h. Σε κάθε διαδοχική μέτρηση παρεμβάλλεται μια διάρκεια 6min στην οποία παύει η καταγραφή και αποθηκεύονται τα δεδομένα. (Εκκίνηση απεικόνισης: 24/1/ Ώρα 16:40 / Τερματισμός απεικόνισης: 25/1/ Ώρα 9:10) Στο σχήμα 22 παρουσιάζεται η καταγραφή μέσω οπτικού interrogator του μήκους κύματος ανάκλασης του αισθητήρα θερμοκρασίας συναρτήσει του χρόνου, για χρονική διάρκεια 1h. (24/1/ Ώρα 16:40:41) Σχήμα 22. Καταγραφή μέσω οπτικού interrogator του μήκους κύματος ανάκλασης του αισθητήρα θερμοκρασίας συναρτήσει του χρόνου, για χρονική διάρκεια 1h. (24/1/ Ώρα 16:40:41) 4.2 Αισθητήρας Στάθμης Ύδατος Αντίστοιχα με την παράγραφο 2.2, στο σχήμα 23 φαίνεται η καταγραφή μέσω οπτικού interrogator του μήκους κύματος ανάκλασης του αισθητήρα στάθμης ύδατος συναρτήσει του χρόνου - και με απαλοιφή του θορύβου μέτρησης, για χρονική διάρκεια 1h, στις 24/1/2013 με ώρα εκκίνησης τις 16:40:41. Στη διάρκεια αυτή καταγράφηκαν συνθήκες βροχόπτωσης, με αναγωγή σε στάθμη ύδατος να ακολουθεί την εξίσωση (2). Σε μισή ώρα καταγραφής, η στάθμη μεταβλήθηκε από ύψος D 1=6,42cm σε ύψος Σελίδα 23

24 D 2=8,94cm. Κατά αναλογία με τους υπολογισμούς της παραγράφου 2.2, το ύψος βροχόπτωσης που υπολογίστηκε για την περίπτωση αυτή είναι 0,048mm. Σχήμα 23. Καταγραφή μέσω οπτικού interrogator του μήκους κύματος ανάκλασης του αισθητήρα στάθμης ύδατος συναρτήσει του χρόνου, για χρονική διάρκεια 1h. (24/1/ Ώρα 16:40:41) 4.3 Αισθητήρας Δομικής Ακεραιότητας Αντίστοιχα με την παράγραφο 2.3, στο σχήμα 24 φαίνεται η καταγραφή μέσω οπτικού interrogator του μήκους κύματος ανάκλασης του γωνιακού αισθητήρα δομικής ακεραιότητας συναρτήσει του χρόνου, για χρονική διάρκεια 1h, στις 24/1/2013 με ώρα εκκίνησης τις 16:40:41. Η μη πλήρης εξάλειψη της θερμοκρασιακής εξάρτησης οδηγεί σε αυτή την αργή μικρή μεταβολή (μείωση) του μήκους κύματος που παρατηρείται στο σχήμα 24. Σελίδα 24

25 Σχήμα 24. Καταγραφή μέσω οπτικού interrogator του μήκους κύματος ανάκλασης του γωνιακού αισθητήρα δομικής θερμοκρασίας συναρτήσει του χρόνου, για χρονική διάρκεια 1h. (24/1/ Ώρα 16:40:41) 4.4 Αισθητήρας Επιτάχυνσης Αντίστοιχα με την παράγραφο 2.4, στο σχήμα 25 φαίνεται η καταγραφή μέσω οπτικού interrogator του μήκους κύματος ανάκλασης του αισθητήρα επιτάχυνσης συναρτήσει του χρόνου, για τους 3 άξονες Χ,Υ και Z, για χρονική διάρκεια 1h, στις 24/1/2013 με ώρα εκκίνησης τις 16:40:41. Η διαφορά σε σχέση με τις λοιπές καταγραφές του αισθητήρα επιτάχυνσης είναι ότι πλέον ο αισθητήρας έχει τοποθετηθεί και στερεωθεί επί του οδοστρώματος της γέφυρας. Αυτό το γεγονός τον καθιστά πιο ευαίσθητο στις δονήσεις με αποτέλεσμα να δέχεται περισσότερη επιτάχυνση από ότι προηγουμένως, για όμοια γεγονότα. Κατά τη διάρκεια της συγκεκριμένης καταγραφής, χτυπήματα διαφορετικών κατευθύνσεων έγιναν στο οδόστρωμα της γέφυρας, καθώς και στα προστατευτικά κιγκλιδώματά της. Τα γεγονότα αυτά συνέβησαν περί της χρονικής στιγμής 2850s της καταγραφής. Μια πιο λεπτομερής απεικόνιση των γεγονότων κατά την καταγραφή τους παρουσιάζονται στο σχήμα 26. Σελίδα 25

26 Σχήμα 25. Καταγραφή μέσω οπτικού interrogator του μήκους κύματος ανάκλασης των αισθητήρων επιτάχυνσης σε τρείς άξονες συναρτήσει του χρόνου, για χρονική διάρκεια 1h. (24/1/ Ώρα 16:40:41) Σχήμα 26. Καταγραφή μέσω οπτικού interrogator του μήκους κύματος ανάκλασης των αισθητήρων επιτάχυνσης σε τρείς άξονες συναρτήσει του χρόνου, για χρονική διάρκεια 30s. (24/1/ Ώρα 16:40:41) Σελίδα 26

27 4.5 Αισθητήρας Διέλευσης Οχημάτων Αντίστοιχα με την παράγραφο 2.5, στο σχήμα 27 φαίνεται η καταγραφή μέσω οπτικού interrogator του μήκους κύματος ανάκλασης του αισθητήρα διέλευσης οχημάτων συναρτήσει του χρόνου, για τους 2 πνευματικούς σωλήνες, για χρονική διάρκεια 42min, στις 24/1/2013 με ώρα εκκίνησης τις 16:40:41. Σχήμα 27. Καταγραφή μέσω οπτικού interrogator του μήκους κύματος ανάκλασης των δύο αισθητήρων διέλευσης οχημάτων συναρτήσει του χρόνου, για χρονική διάρκεια 42min. (24/1/ Ώρα 16:40:41) Στο σχήμα 28, για μικρότερη διάρκεια καταγραφής, είναι προφανής πλέον η καταγραφή της διέλευσης και των δύο αξόνων του εκάστοτε οχήματος. Επίσης μόλις που διακρίνεται η διέλευση μηχανής, κατά τη χρονική στιγμή 2160s. Το γεγονός αυτό αναδεικνύεται σε μεγαλύτερη λεπτομέρεια στο σχήμα 29. Το πλάτος της διαταραχής του μήκους κύματος σε κάθε άξονα δεν ξεπερνά τα 25pm, γεγονός που κατατάσσει το όχημα στην κατηγορία "Μηχανή". Σελίδα 27

28 Σχήμα 28. Καταγραφή μέσω οπτικού interrogator του μήκους κύματος ανάκλασης των δύο αισθητήρων διέλευσης οχημάτων συναρτήσει του χρόνου, για χρονική διάρκεια 80s. (24/1/ Ώρα 16:40:41) Σχήμα 29. Καταγραφή μέσω οπτικού interrogator του μήκους κύματος ανάκλασης των δύο αισθητήρων διέλευσης οχημάτων συναρτήσει του χρόνου, για χρονική διάρκεια 20s, όπου φαίνεται η καταγραφή γεγονότος διέλευσης μηχανής. (24/1/ Ώρα 16:40:41) Σελίδα 28

29 5 ΤΕΛΙΚΗ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΑΙΣΘΗΤΗΡΩΝ ΚΑΤΑ ΤΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΟΥΣ ΕΝΤΟΣ ΟΠΤΙΚΟΥ ΔΙΚΤΥΟΥ Η τελική αξιολόγηση των αισθητήρων κατά τη λειτουργία τους εντός του οπτικού δικτύου του δήμου Έδεσσας ομαδοποιείται στους παρακάτω πίνακες 3 και 4. Πίνακας 1. Συγκεντρωτικός πίνακας αξιολόγησης της λειτουργίας των αισθητήρων εντός του οπτικού δικτύου. ΑΙΣΘΗΤΗΡΑΣ / ΤΟΠΟΘΕΣΙΑ ΚΟΜΒΟΣ Κ.Ε.Π. ΚΟΜΒΟΣ Κ.Α.Π.Η. ΚΟΜΒΟΣ ΔΗΜΑΡΧΕΙΟΥ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ ΑΡΙΣΤΗ ΑΡΙΣΤΗ ΑΡΙΣΤΗ ΣΤΑΘΜΗΣ ΥΔΑΤΟΣ ΑΡΙΣΤΗ ΑΡΙΣΤΗ ΑΡΙΣΤΗ ΔΟΜΙΚΗΣ ΑΚΕΡΑΙΟΤΗΤΑΣ ΙΚΑΝΟΠΟΙΗΤΙΚΗ ΙΚΑΝΟΠΟΙΗΤΙΚΗ ΙΚΑΝΟΠΟΙΗΤΙΚΗ ΕΠΙΤΑΧΥΝΣΗΣ ΑΡΙΣΤΗ ΑΡΙΣΤΗ ΑΡΙΣΤΗ ΔΙΕΛΕΥΣΗΣ ΟΧΗΜΑΤΩΝ ΑΡΙΣΤΗ ΑΡΙΣΤΗ ΑΡΙΣΤΗ Πίνακας 2. Συγκεντρωτικός πίνακας αξιολόγησης των γενικών χαρακτηριστικών του κάθε αισθητήρα. ΑΙΣΘΗΤΗΡΑΣ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ ΣΤΑΘΜΗΣ ΥΔΑΤΟΣ ΑΚΡΙΒΕΙΑ ΜΕΤΡΗΣΗΣ: 0.01 o C ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΟ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΑΚΡΙΒΕΙΑ ΜΕΤΡΗΣΗΣ: <0.001mm ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗΣ ΕΥΡΟΣ ΜΕΤΡΗΣΗΣ: ΕΩΣ 1m ΕΞΑΡΤΗΣΗ ΑΠΟ ΤΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ (DC ΜΕΤΡΗΣΗ) ΔΟΜΙΚΗΣ ΑΚΕΡΑΙΟΤΗΤΑΣ ΕΠΙΤΑΧΥΝΣΗΣ ΕΞΑΡΤΗΣΗ ΑΠΟ ΤΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ (DC ΜΕΤΡΗΣΗ) ΥΨΗΛΗ ΔΙΑΚΡΙΤΙΚΗ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑ / ΑΚΡΙΒΕΙΑ ΜΕΤΡΗΣΗΣ: 4.3*10-4 g (ΑΞΟΝΑΣ Χ) / 8.6*10-4 g (ΑΞΟΝΑΣ Υ) / 1.4*10-3 g (ΑΞΟΝΑΣ Ζ) ΕΥΡΟΣ ΜΕΤΡΗΣΗΣ: ΕΩΣ 2g ΔΙΕΛΕΥΣΗΣ ΟΧΗΜΑΤΩΝ ΚΑΤΗΓΟΡΙΟΠΟΙΗΣΗ ΣΕ ΜΗΧΑΝΕΣ / ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΑ / ΦΟΡΤΗΓΑ ΑΚΡΙΒΕΙΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΥ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ ΔΙΕΛΕΥΣΗΣ: 0.01km/h Σελίδα 29